「這是同一天採集的海冰厚度嗎？」「導(dǎo)一份最新數(shù)據(jù)給我」……最近，中山大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的實驗室里，師生們正忙著處理從北冰洋帶回的第一手科考資料。
日前，我國高校首艘、國內(nèi)第三艘具備極地科考能力的破冰船——「中山大學(xué)極地」號圓滿完成第二次北冰洋科學(xué)考察任務(wù)，返航廣州。
本次科考由自然資源部批準(zhǔn)、中山大學(xué)牽頭組織，來自全國13所高校和科研院所共38名師生參與。
「硬核」裝備助力科考
航次首席科學(xué)家、中山大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副院長王天星介紹，此次科考隊聯(lián)合完成了北冰洋「氣—冰—?！弓h(huán)境立體綜合觀測試驗以及冰站、大洋站位調(diào)查。
過程中，「中山大學(xué)極地」號帶上的不少「硬核武器」發(fā)揮了重要作用。
科考隊員做大載重長航時無人機(jī)起飛前的準(zhǔn)備。（中山大學(xué)供圖）
「我們嘗試讓機(jī)器狗拖曳冰雷達(dá)進(jìn)行自動測線。」中山大學(xué)博士生李博說，機(jī)器狗在複雜冰面上表現(xiàn)穩(wěn)定、響應(yīng)靈敏，使人力負(fù)擔(dān)減輕，數(shù)據(jù)採集的精度也提高了，幫助隊員們高效完成了共5.9公里的雷達(dá)測線，收穫高質(zhì)量的第一手海冰厚度數(shù)據(jù)。
由中山大學(xué)自主研發(fā)的「極蛙」雙運動模式水下機(jī)器人也大顯身手。該校教授陳卓奇表示，該機(jī)器人搭載多類型傳感與成像設(shè)備，成功完成冰區(qū)下潛任務(wù)，實現(xiàn)對冰下水文環(huán)境與冰體形貌的綜合調(diào)查。
執(zhí)行該任務(wù)的4名隊員均為在讀博士生，他們?nèi)虆⑴c設(shè)備調(diào)試、布放操作和數(shù)據(jù)處理等?！副敬稳蝿?wù)不僅圓滿完成了科考目標(biāo)，更鍛煉了青年科研人員的實踐能力。」王天星說。
計劃趕不上變化是常態(tài)
今年7月，「中山大學(xué)極地」號從南沙港出發(fā)，航行20多天後進(jìn)入北極圈，在北極作業(yè)一個月，全程歷經(jīng)76天，總航程11852海里。
「回到陸地還感覺在晃。」中山大學(xué)副教授葉玉芳說，有些隊員是第一次在海上「漂」，起初暈船「暈得飯都吃不下」。然而，極地環(huán)境的不確定性才是真正的考驗。
「冰情時刻在變，有時提前選好了觀測點，到了實地就發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不適合了。」王天星回憶，極地天氣多變，大風(fēng)大霧時常打亂工作計劃，隊員們只能不斷調(diào)整作業(yè)方案。
科考隊員使用光譜輻射計測量海冰反射特性。（中山大學(xué)供圖）
中國海洋大學(xué)博士生王雅文對此也感受深刻?！冈诘?個冰站，我們發(fā)現(xiàn)海冰厚度達(dá)1.8米，不得不先使用1.2米的冰鑽穿透，再接上延長桿繼續(xù)作業(yè)，非常耗時。」她說，僅鑽孔環(huán)節(jié)就花了40分鐘。
計劃趕不上變化是常態(tài)，這對科考隊員的專業(yè)水平和應(yīng)變能力有極高要求。
在開展冰雷達(dá)海冰厚度探測時，李博負(fù)責(zé)冰面雷達(dá)測線的布設(shè)與數(shù)據(jù)採集工作。儘管是隊伍中唯一「有經(jīng)驗」的學(xué)生，他仍備感壓力。
「這是我第二次在北極開展海冰現(xiàn)場調(diào)查，但冰情與之前大不相同?！估畈┌l(fā)現(xiàn)，海冰表面融池的比例顯著增加，幾乎隨處可見大大小小的融池，有些還被積雪覆蓋，肉眼極難分辨。一旦有隊員踩入融池，冰面被踩塌，不僅測量中斷，還有人身安全風(fēng)險。
怎麼辦？有經(jīng)驗豐富的教師給李博想了一些「招數(shù)」，建議他使用探冰桿等輔助工具，在行進(jìn)前先探測前方冰層的承重能力，若發(fā)現(xiàn)下方是空腔或融池，應(yīng)立即調(diào)整測線路徑。在靠近融池邊緣作業(yè)時，隊員們也繫上了安全繩，確保一旦發(fā)生意外能迅速獲得救援。
在大連理工大學(xué)教授盧鵬看來，現(xiàn)場解決問題的能力至關(guān)重要。他留意到，當(dāng)測量冰厚度的設(shè)備無法安裝時，李博便堅持想辦法再嘗試，最終找到新方案，完成數(shù)據(jù)採集。
「真實的現(xiàn)場科考和課堂理論講授完全不同。」王天星說，儘管行動前做足準(zhǔn)備，現(xiàn)場仍會出現(xiàn)各種意外，極大鍛煉了學(xué)生思考和解決問題的能力。
在冰上邊科考邊直播
「這裏太冷了，我們得先搓手取暖，待關(guān)節(jié)稍微放鬆、能彎曲，再繼續(xù)採樣?！乖诎酌Ｃ５谋睒O冰原上，王雅文對著鏡頭，詳細(xì)講解融池水樣採取的無菌操作步驟。
穿過鏡頭，屏幕的另一邊是中山大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的本科新生們?？瓶缄爢T們組成課程團(tuán)隊，為新生開展「雲(yún)端」教學(xué)。
「這是我國北極科考史上首次面向在校學(xué)生開設(shè)冰上、船上聯(lián)動直播課程。」王天星介紹，團(tuán)隊在執(zhí)行科考任務(wù)的同時，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場特點和學(xué)生學(xué)習(xí)需求，安排了冰站冰芯採樣觀測、積雪觀測以及無人機(jī)作業(yè)、無人潛器作業(yè)等授課內(nèi)容。
籌備期間，團(tuán)隊不斷迭代教學(xué)腳本，將專業(yè)科考內(nèi)容轉(zhuǎn)化為新生可理解的教學(xué)語言，並反覆測試與岸上聯(lián)通的通信設(shè)備，制定了多套信號保障方案。
不過，極端低溫、突發(fā)暴風(fēng)雪等給課程推進(jìn)帶來了不小挑戰(zhàn)?？瓶缄牉榇讼肓瞬簧俎k法：給設(shè)備加裝保溫套，並備好備用電源；實時評估冰面安全，及時選定新的觀測區(qū)域……
最終，這場在冰天雪地里「邊走邊講」的直播課順利進(jìn)行，將北極科考的真實場景和科學(xué)原理生動呈現(xiàn)在大洋彼岸的新生眼前。
新生們十分興奮，在課上踴躍提問。不少人對其中一個問題印象深刻：「為什麼衛(wèi)星可以拍到北極，我們還要去北極科考？」
「衛(wèi)星和現(xiàn)場科考都是認(rèn)識極地的重要手段。」王天星笑著說，衛(wèi)星觀測範(fàn)圍較大但需要地面真實性檢驗，現(xiàn)場科考雖然能獲得地表觀測數(shù)據(jù)的「真值」，但科考範(fàn)圍較有限，「二者缺一不可，多方式結(jié)合才有可能把極地了解清楚」。
科考船舶靠岸，但探索遠(yuǎn)未結(jié)束。目前，科考隊馬不停蹄，正在全面梳理和分析來自北極的寶貴數(shù)據(jù)，啟動新一輪科研攻關(guān)。
頂圖圖說：「中山大學(xué)極地」號航行於北冰洋。（羊城晚報）
電話：（香港）852-2564 0768
（深圳）86-755-83518792 83518734 83518291
地址：香港九龍觀塘道332號香港商報大廈
